Единственное обитающее в Антарктиде насекомое теперь глотает микропластик, доказывая, что на Земле нет по-настоящему нетронутого места.
Ученые обнаружили микропластик внутри единственного обитающего в Антарктиде насекомого — крошечной мошки, которая выживает в самых суровых условиях на Земле. Автор: Shutterstock
Международная команда исследователей из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и охраны окружающей среды Мартина-Гаттона Университета Кентукки обнаружила, что единственное обитающее в Антарктиде насекомое уже потребляет микропластик, несмотря на то, что живет в одном из самых изолированных мест на Земле.
Результаты, опубликованные в журнале Science of the Total Environment, стали первым исследованием, в котором изучалось влияние микропластика на антарктических насекомых, и первым подтверждением того, что частицы пластика находятся внутри мошек, пойманных в дикой природе.
Проект начался в 2020 году, когда Джек Девлин, в то время аспирант, был поражен документальным фильмом о загрязнении окружающей среды пластиком, а затем переехал в Шотландию, чтобы работать морским орнитологом.
«Просмотр этого фильма просто поразил меня», — сказал Девлин. «Я начала читать о воздействии пластика на насекомых и подумала: «Если пластик встречается повсюду, то как насчет таких редких мест, как Антарктида?»
Познакомьтесь с Бельгикой Антарктидой, самой выжившей в Антарктиде
Вид, находящийся в центре исследования, Belgica antarctica, представляет собой некусистую мошку, которая представляет собой небольшую муху размером с рисовое зернышко. Это самое южное насекомое на планете и единственный вид насекомых, обитающий исключительно в Антарктиде.
Его личинки обитают во влажных зарослях мха и водорослей вдоль Антарктического полуострова. В некоторых местах их численность может достигать почти 40 000 особей на квадратный метр. Питаясь разлагающимися растениями, они помогают перерабатывать питательные вещества и поддерживают функционирование хрупкой почвенной экосистемы.
«Мы называем их полиэкстремофилами», — говорит Девлин. «Они справляются с сильными холодами, высыханием, высоким содержанием соли, резкими перепадами температур и ультрафиолетовым излучением. Итак, главный вопрос заключался в следующем: защищает ли их эта стойкость от нового стресса, такого как микропластик, или же она делает их уязвимыми к чему-то, с чем они никогда раньше не сталкивались?»
Несмотря на то, что Антарктиду часто считают нетронутой дикой местностью, предыдущие исследования выявили фрагменты пластика в свежем снегу и близлежащей морской воде. Хотя уровень загрязнения здесь ниже, чем в большинстве стран мира, пластик по-прежнему попадает в Антарктиду с помощью океанских течений, ветра и деятельности человека, связанной с исследовательскими станциями и судами.
Лабораторные тесты выявили едва заметное воздействие микропластика
Чтобы понять, как воздействие пластика может повлиять на насекомых, исследователи провели серию контролируемых экспериментов. Первоначальные результаты оказались неожиданными.
«Даже при самых высоких концентрациях пластика выживаемость не снизилась», — сказал Девлин. «Их основной метаболизм также не изменился. На первый взгляд, казалось, что у них все в порядке».
Однако более глубокий анализ выявил скрытый эффект. У личинок, подвергшихся повышенному содержанию микропластика, уменьшились запасы жира, хотя уровень углеводов и белков в их рационе оставался неизменным. Жир необходим для накопления энергии, особенно в суровом климате Антарктиды.
Девлин подозревает, что медленное питание в холодных условиях и сложность природных почв могут ограничить количество пластика, которое личинки могут поглощать. Из-за трудностей, связанных с проведением исследований в Антарктиде, эксперимент продолжался всего 10 дней. Он отметил, что потребуются более долгосрочные исследования, чтобы определить, как продолжающееся воздействие может повлиять на насекомых с течением времени.
Микропластик, обнаруженный в диких антарктических мошках
На втором этапе проекта был решен простой, но важный вопрос: поглощают ли уже личинки дикой бельгики антарктической микропластик в своей естественной среде обитания?
Во время исследовательского круиза 2023 года вдоль западного Антарктического полуострова команда собрала личинок в 20 местах на 13 островах. Образцы были немедленно сохранены, чтобы предотвратить дополнительное скармливание.
Чтобы обнаружить частицы пластика внутри насекомых, Девлин работал с Элизой Бергами, специалистом по микропластику из Университета Модены и Реджо-Эмилии, и экспертом по визуализации Джованни Бирардой из Elettra Sincrotrone Trieste. Команда препарировала пятимиллиметровых личинок и исследовала содержимое их кишечника, используя передовые инструменты визуализации, способные идентифицировать химические «отпечатки пальцев» частиц размером всего в четыре микрометра, что намного меньше того, что может увидеть человеческий глаз.
Из 40 проанализированных личинок исследователи идентифицировали два фрагмента микропластика.
Находка всего двух фрагментов может показаться незначительной, но Девлин рассматривает это как ранний сигнал.
«Уровень пластичности в Антарктиде по-прежнему намного ниже, чем на большей части планеты, и это хорошая новость», — сказал Девлин. «Наше исследование показывает, что прямо сейчас микропластики не наводняют эти почвенные сообщества. Но теперь мы можем сказать, что они попадают в организм и при достаточно высоких концентрациях начинают изменять энергетический баланс насекомых».
Поскольку у мошки нет известных наземных хищников, пластик, который она потребляет, вряд ли продвинется далеко вверх по пищевой цепочке. Тем не менее, Девлин обеспокоен тем, что длительное воздействие может означать для личинок, которые развиваются в течение двух лет, особенно с учетом того, что изменение климата приводит к более теплым и сухим условиям, что увеличивает нагрузку.
Пластиковое загрязнение достигло краев Земли
По мнению Девлина, это открытие подчеркивает, насколько широко распространилось пластиковое загрязнение.
«Все началось с того, что я посмотрел документальный фильм и подумал: «Несомненно, Антарктида — одно из последних мест, где с этим не сталкиваются», — сказал Девлин. «Затем вы отправляетесь туда, работаете с этим невероятным маленьким насекомым, которое живет там, где нет деревьев, почти нет растений, и все равно находите пластик в его кишечнике. Это действительно показывает, насколько широко распространена проблема».
Будущие исследования позволят отслеживать уровни микропластичности в почвах Антарктики и проводить более длительные эксперименты с различными нагрузками на Belgica antarctica и другие почвенные организмы.
«Антарктика дает нам более простую экосистему, позволяющую задавать очень конкретные вопросы», — сказал Девлин. «Если мы обратим внимание сейчас, то сможем извлечь уроки, которые применимы далеко за пределами полярных регионов».
Эта работа была поддержана Международной стипендией по науке об Антарктике, Национальным научным фондом США и Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства.
Исследование, представленное в этой публикации, было поддержано Национальным научным фондом США в рамках премии № 1850988. Высказанные мнения, находки и заключения или рекомендации принадлежат автору (ам) и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда США.
Этот материал основан на работе, выполненной при поддержке Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США в рамках проекта Hatch Project под номером 7000545. Любые мнения, находки, заключения или рекомендации, изложенные в данной публикации, принадлежат автору(ам) и не обязательно отражают точку зрения Министерства сельского хозяйства.